Functional Material X-ray Analysis

Functional Material X-ray Analysis

Major Courses

材料・放射光工学専攻専門教育科目

Graduate School of Engineering

1Year

HETMA5MCA1

2.00Credits

講義 (Lecture)

Fall semester 2026

Koji Nakanishi

高度産業科学技術研究所

Japanese

7／9

講義終了後すぐ。

随時：ニュースバル放射光施設

k-nakani@lasti.u-hyogo.ac.jp

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1◎／2〇

N/a

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【講義目的】現代の新規製品開発・材料開発において、これを評価するためにX線分析技術が数多く用いられており、材料工学を学ぶ上でその物性を評価する観点からX線分析の原理やその原理に基づいて得られる情報を考えることは重要である。本講義ではX線分析技術の中でも化学状態解析手法として数多く用いられているＸ線回折、X線吸収分光、X線光電子分光の測定原理やその応用事例に対する理解を深めることを目的とし、原子スケールの情報が得られるこれらのX線分析技術の概念や実際のデータを解析することで得られる実践的技術について論究する。

【到達目標】１）結晶構造からX線回折パターンを計算できる。また、X線回折パターンの変化から結晶構造の変化を説明できる。２）実材料のX線吸収分光スペクトルのデータ処理を実施でき、化学状態について説明できる。３）実材料のX線光電子分光スペクトルのデータ処理を実施でき、試料の組成や定量性を説明できる。

放射光、X線分析、化学状態解析、X線回折、X線吸収分光、X線光電子分光

【講義内容】本講義では放射光による材料解析で数多く用いられるＸ線回折、X線光電子分光、X線吸収分光などについて、実験原理の学習の他、解析ソフトウェアを用いて実データの解析をおこなうことで実践的理解を深める。

【授業計画】
１．ガイダンス
２．X線回折（１）結晶構造と空間群
３．X線回折（２）X線回折法の原理と基礎（VESTAを用いた実演習）
４．X線回折（３）X線回折パターンシミュレーション（VESTAを用いた実演習）
５．X線吸収分光（１）原理と基礎
６．X線吸収分光（２）スペクトル形状（Demeterを用いた実演習）
７．X線吸収分光（３）データ処理法（Demeterを用いた実演習）
８．X線吸収分光（４）実材料解析１（Demeterを用いた実演習）
９．X線吸収分光（５）実材料解析２（Demeterを用いた実演習）
１０．Ｘ線光電子分光（１）原理と基礎
１１．Ｘ線光電子分光（２）データ処理法（XPSPEAKを用いた実演習）
１２．Ｘ線光電子分光（３）定性解析（XPSPEAKを用いた実演習）
１３．Ｘ線光電子分光（４）定量解析（XPSPEAKを用いた実演習）
１４．Ｘ線光電子分光（５）実材料解析（XPSPEAKを用いた実演習）
１５．定期試験

本講義ではWindows PCを用いたデータ解析や講義中にWEBへのアクセス等を行うため、Eduroamへの接続が可能で、ウイルス対策ソフトがインストールされたWindowsOS（Windows 11 OS以降）のノートパソコンの持ち込みを必須とする。

Hybrid (In-person)

Limited permission for use

生成ＡＩの利用にあたっては『本学の教育における生成ＡＩの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。
この授業においては、以下の範囲において、生成ＡＩの利用を許可し、これ以外の範囲での利用は禁止する。
生成ＡＩの利用については担当教員の指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成ＡＩを利用したことが判明した場合は、単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。生成ＡＩの出力した内容について、事実関係の確認や出典・参考文献を確認・追記することが重要である。また、生成ＡＩによる出力結果をそのまま課題・レポートとして提出してはならない。

本講義では下記WindowsOSにて動作する解析プログラム（フリーソフト）を用いた演習を実施する。なお、各プログラムに付属のマニュアルをテキストとして利用するほか、講義の進行に必要なレジュメ等を必要に応じて配布する。
[VESTA]
https://jp-minerals.org/vesta/jp/

[Demeter]
https://bruceravel.github.io/demeter/

解析のため、下記WEBデータベースを利用する。
[Crystallography Open Database]
http://www.crystallography.net/cod/

[NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database ]
https://srdata.nist.gov/xps/

日本XAFS研究会 編：「XAFSの基礎と応用」講談社、　高桑雄二 編著：「X線光電子分光法」講談社、　早稲田嘉夫、松原英一郎　著：「X線構造解析」内田老鶴圃　など。
その他授業中に適宜紹介する。

【予習】講義にて使用する解析プログラムのマニュアルの事前読み込みと動作テスト（30ｈ）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるための解析プログラムの実演（30ｈ）

採用しない。

【成績評価の基準】
講義目的・到達目標に記載する能力（知識・技能、思考力、判断力、表現力）の到達度に基づき、S（90点以上）、A(80点以上)、B(70点以上)、C(60点以上)による成績評価のうえ単位を付与する。

【成績評価の方法】
定期試験の結果で評価する。

定期試験の全体的な講評や模範解答はユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って示す。

該当しない。

本講義は対面とオンラインのハイブリッドで行うが、第1回講義、ならびに第15回定期試験に関しては対面のみで行う。

本講義ではWindows PCを用いたデータ解析や講義中にWEBへのアクセス等を行うため、Eduroamへの接続が可能で、ウイルス対策ソフトがインストールされたWindowsOS（Windows 11 OS以降）のノートパソコンの持ち込みを必須とする。